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基于嵌入式Linux的DSRC通信协议设计与实现

作 者: 裴子成
导 师: 王建新
学 校: 南京理工大学
专 业: 电路与系统
关键词: 电子不停车收费 专用短程通信协议 数据链路层 高级数据链路控制 嵌入式系统 现场可编程门阵列
分类号: TN915.04
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 27次
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内容摘要


电子不停车收费(ETC)技术作为新一代的智能交通系统(ITS)中的一项关键技术,正在得到越来越广泛的应用。专用短程通信(DSRC)协议是专门应用于ETC中的一种专用无线通信协议。《电子收费专用短程通信》系列标准是ETC系统中路边单元(RSU)与车载单元(OBU)之间进行通信协议的国家标准,这一标准的制定使得不同厂商独立开发OBU或RSU设备成为可能。本文研究分析了DSRC协议的层次结构,将DSRC与OSI参考模型做了对比,重点对数据链路层的内容进行了分析。在此基础上,结合嵌入式Linux系统的特点,在利用操作系统提供的机制和组件的基础上考虑DSRC的具体要求提出了一套完整的DSRC实现方案。本文在选用合适的硬件平台的基础上采用C语言方式实现了数据链路层软件,详细描述了软件中的内存管理、定时器管理、帧处理等子模块的功能和原理。采用流水线设计方式设计了HDLC通信模块并使用FPGA实现,详细描述了帧接收与帧发送模块的内部结构及原理。此外,本文还研究了抽象语法标记语言(ASN.1)的原理和应用方式,实现了应用层中对数据进行分段和并段操作的功能。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-15
  1.1 论文的研究背景  7
  1.2 ETC系统介绍  7-10
    1.2.1 ETC系统简介及核心技术介绍  7-10
  1.3 DSRC通信协议介绍  10-13
    1.3.1 国内外研究及应用现状介绍  10-12
    1.3.2 DSRC通信协议简介  12
    1.3.3 DSRC通信协议结构介绍  12-13
  1.4 主要研究工作及论文结构  13-15
2 DSRC协议栈标准  15-25
  2.1 国家标准概述  15-16
  2.2 物理层  16
  2.3 数据链路层  16-17
  2.4 应用层  17-21
  2.6 DSRC协议栈与OSI参考模型对比  21-24
    2.6.1 协议与层次划分  21-22
    2.6.2 透明的概念  22
    2.6.3 对等实体和PDU  22-23
    2.6.4 服务原语  23-24
  2.7 本章小结  24-25
3 DSRC协议栈软件设计与实现  25-47
  3.1 DSRC设计方案介绍  25-30
    3.1.1 实验平台的选择  25-28
    3.1.2 RSU软硬件的架构分析与设计  28-30
  3.2 LINUX平台开发的基本问题和机制  30-34
    3.2.1 设备驱动程序机制  30-32
    3.2.2 定时和中断机制  32-34
  3.3 数据链路层软件设计与实现  34-46
    3.3.1 内存管理  34-36
    3.3.2 定时器管理  36-38
    3.3.3 帧处理用到的数据结构  38-42
    3.3.4 帧接收流程设计与实现  42-44
    3.3.5 帧发送流程设计与实现  44-46
  3.4 本章小结  46-47
4 HDLC模块的FPGA实现  47-63
  4.1 FPGA设计的基本问题  47-48
    4.1.1 流水线原理  47
    4.1.2 状态机工作原理以及分类  47-48
  4.2 HDLC协议的介绍和分析  48-49
  4.3 HDLC的结构和模块  49-61
    4.3.1 HDLC的总体结构  49-51
    4.3.2 HDLC发送模块设计与实现  51-56
    4.3.3 HDLC接收模块设计与实现  56-61
  4.4 本章小结  61-63
    4.4.1 仿真结果  61-62
    4.4.2 小结  62-63
5 应用层研究  63-68
  5.1 ASN.1抽象语法标记语言  63-64
  5.2 ASN.1编译器及编解码过程  64-66
  5.3 分并段操作的实现  66-67
  5.4 本章小结  67-68
6 总结与展望  68-69
  6.1 总结  68
  6.2 展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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